高中物理人教版选修3-1 第三章 第四节 通电导线在磁场中受到的力

左手定则和安培定则
如何区分左手定则和安培定则？ ③在因果关系上：
安培定则中的“电流”是“因”，磁场为“果”，正是有 了电流(直流电流、环形电流、螺线管电流)才出现了由该电 流产生的磁场；
左手定则中的“磁场”和“电流”都是“因”，磁场对通 电导线的作用力是“果”，有因才有果，而此时的两个“ 因”对产生磁场的作用力来说缺一不可。
②当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定 的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿 过手心，而是斜穿过手心。
安培力和电场力
电场力和安培力的方向有何区别和联系？
电荷在电场中某一点受到的静电力是一定的， 方向与该点的电场方向要么相同，要么相反。 电流在磁场中某处受到的磁场力，与电流在磁场中放置的方 向有关。 电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零； 电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL。 一般情况下的安培力大于零，小于BIL 安培力的方向均与磁场方向垂直
问题与练习
磁场中有一条通电导线，其余方向与磁场方向垂直。图甲、乙、丙分 别标明了电流、磁感应强度和安培力三个量中两个量的方向，试画出 第三个量的方向。（“·”表示磁感线垂直纸面向外，“ ×”表示磁感 线垂直纸面向里，”⊙“表示电流垂直纸面向外，”“表示电流垂直 纸面向里。）
问题与练习
把一根通电导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧形，如图 所示。导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a向b. (1)描述导线的运动情况。 (2)虚线框内有产生以上弧形磁感线的磁场源，它可能是条形磁体、蹄 形磁体、通电螺线管、直线电流。请你分别按每种可能考虑，大致画出 它们的安放位置。（1）通电导线的端a和b端受到的安培力分别垂直纸面向外和垂直纸面向内，所以导线会
教学重点
安培力的方向确定和大小的计算。
教学难点
左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定 则如何变通使用）。
通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关？
磁场的强弱，电流的大小，电流的长度，以及电流 在磁场中的放置方式。
人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力。 本节将对安培力做进一步的讨论。
同向电流
反向电流
左手定则和安培定则
如何区分左手定则和安培定则？ ①在适用对象上：
安培定则
左手定则
作用
判断电流的磁场方向
判断电流在磁场 中的受力方向
具体情况 通电直导线中的电流 环形电流或通电螺线管 电流在磁场中
内 具体操作 容
结果
大拇指指向 电流的方向
四个手指弯曲的方 向表示磁场的方向
四个手指弯曲的方向 磁感线垂直穿过掌心， 指向电流的环绕方向 四指指向电流的方向
大拇指指向轴线 上的磁感线方向
大拇指指向电流所受 到的安培力的方向
左手定则和安培定则
如何区分左手定则和安培定则？ ②在电流与磁场的关系上：
安培定则中的“磁场”与“电流”密不可分，同时存在、 同时消失，“磁场”就是电流的磁效应产生的磁场；
左手定则中的“磁场”与“电流”可以单独存在，“磁场” 是外加的磁场，不是通电导线产生的磁场。
四指 → 电流 磁感线 → 穿手心 大拇指 → 受力
示意图
左手定则
演示4： 磁场方向：向上
电流方向：向外 受力方向：向左
演示3： 磁场方向：向上
电流方向：向内 受力方向：向右
演示1： 磁场方向：向下
电流方向：向 外
受力方向：向 右演示2： 磁场方向：向下
电流方向：向 内
受力方向：向
左手定则的使用
左手定则和安培定则
如何区分左手定则和安培定则？
④判断电流方向选取定则的原则： 当已知磁感线的方向，要判断产生该磁场的电流方向时，选用 安培定则判断电流的方向； 当已知导体所受安培力的方向时，用左手定则判断电流的方向
安培力方向的反思
F、B、I一定两两垂直吗？ F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一定垂直
向下
垂直于纸面向外 垂直于纸面向里
向上
垂直于纸面向里 垂直于纸面向外
插入一个动态画板
探究安培力的方向
演示1 电流的方向：垂直于纸面向外
F探究Biblioteka 培力的方向演示2 电流的方向：垂直于纸面向里
F
探究安培力的方向
演示3 电流的方向：垂直于纸面向里
F
探究安培力的方向
演示4 电流的方向：垂直于纸面向外
安培力方向的反思
若B与I不垂直时，则安培力与B和I方向关系是怎样的？这时左手 定则对磁感应线有何要求？
①安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培 力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．所以判断时要首先确定磁场 与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根 据左手定则判断出安培力的具体方向。
判断下列通电导线所受安培力的方向。
F
F
左手定则的使用
判断下列通电导线所受安培力的方向。
左手定则的使用
判断下列通电导线所受安培力的方向。
左手定则的使用
判断下列通电导线所受安培力的方向。
左手定则的使用
如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互 作用，同向电流相互吸引；反向电流相互排斥。请使用刚学 过的知识解释本实验结果。
通电导线在磁场中受到的力
教学目标
观察安培力方向与哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出 相关结论。知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂 直，会用左手定则判断安培力的方向。
推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大小。
知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向 的基本原理。
F
探究安培力的方向
实验次数 磁场方向
电流方向
安培力的方向
1
垂直于纸面向外
水平向右
向下
2
垂直于纸面向里
水平向左
3
垂直于纸面向里
水平向右
向上
4
垂直于纸面向外
水平向左
通电导线在磁场中所受安培力的方向跟磁场方向，电流方向之间有怎 样的关系呢？你能用简洁的方法表示这个关系吗？
左手定则
内容：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平 面内，把手放入磁场中让磁感线垂直穿过手 心，并使伸开的四指指 向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是直导线所受安培力的方向 。
安培力的方向
知道安培力的方向与什么因素有关。 掌握左手定则并能够根据左手定则判断安培力的方向。 理解并掌握平行直导线间的相互作用。
探究安培力的方向
导线受力的方向（安培力）与磁场方向、电流方向有什么样的关系？
演示实验 磁场方向与电流方向垂直的情况
实验次数
1 2 3 4
磁场方向
电流方向 安培力的方向